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二维BC2 N薄片的结构稳定性和电子性质

高潭华 吴顺情 胡春华 朱梓忠

二维BC2 N薄片的结构稳定性和电子性质

高潭华, 吴顺情, 胡春华, 朱梓忠
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对二维BC2N薄片的结构稳定性和电子性质进行了系统的研究.计算了BC2N化合物16种可能的二维单层结构.对它们的能带结构分析发现,对称性最高的构型与石墨烯一样是一种半金属,而其他二维结构则为有不同带隙的半导体,其中最稳定的构型是带隙值为1.63 eV的直接带隙半导体.对最稳定构型的差分电荷密度分析和Bader分析发现:在最稳定的构型中,CC键、CN键、CB键和BN键主要以共价键的形式呈现,也具有比较明显的离子性.在应力作用下最稳定构型的单层BC2N的带隙宽度会发生变化,压缩时带隙变宽,而拉伸时带隙变窄,但仍然为直接带隙半导体.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11004165)资助的课题.
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    Wu S Q 2009 Ph. D. Dissertation (Xiamen: Xiamen University) (in Chinese) [吴顺情 2009 博士学位论文(厦门:厦门大学)]

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-03
  • 修回日期:  2011-09-29
  • 刊出日期:  2011-06-05

二维BC2 N薄片的结构稳定性和电子性质

  • 1. 武夷学院电子工程系,武夷山 354300;
  • 2. 厦门大学物理系,厦门 361005;
  • 3. 厦门大学福建省理论与计算化学重点实验室,厦门 361005
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11004165)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对二维BC2N薄片的结构稳定性和电子性质进行了系统的研究.计算了BC2N化合物16种可能的二维单层结构.对它们的能带结构分析发现,对称性最高的构型与石墨烯一样是一种半金属,而其他二维结构则为有不同带隙的半导体,其中最稳定的构型是带隙值为1.63 eV的直接带隙半导体.对最稳定构型的差分电荷密度分析和Bader分析发现:在最稳定的构型中,CC键、CN键、CB键和BN键主要以共价键的形式呈现,也具有比较明显的离子性.在应力作用下最稳定构型的单层BC2N的带隙宽度会发生变化,压缩时带隙变宽,而拉伸时带隙变窄,但仍然为直接带隙半导体.

English Abstract

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